| 研究概要 |
光合成アンテナにおける効率よい光エネルギー伝達の機構解明は光合成の基礎分野のみならず光エネルギー変換などの応用研究に寄与することが期待される。そこで本研究課題では、緑色光合成細菌の集光アンテナ組織であるクロロゾームとその人工モデルを対象とし、単一分子科学の観点から研究を進めている。
クロロゾームに関しては、緑色光合成細菌から単離したクロロゾームを近接場蛍光顕微鏡と共焦点レーザー顕微鏡で可視化し、室温および極低温での単一超分子レベルでの蛍光スペクトルを得ることに成功した。極低温における測定では、基板に吸着させた単一クロロゾームではエネルギー受容体であるベースプレート(BChl-a/タンパク質複合体)の蛍光が観測されないのに対し、吸着させていない単一クロロゾームでは多くのサンプルでベースプレートの蛍光が観測された。このことから、基板に吸着させたクロロゾームではクロロゾームのエネルギー移動効率の低下やベースプレートに移動したエネルギーの失活が起こっている可能性が示唆された。また、単一クロロゾーム内の集光BChl自己会合体の発光極大とベースプレートへのエネルギー移動効率に相関がみられ、集光BChl自己会合体の分光特性がエネルギー移動に重要であることが示された。
人工モデルに関しては、ゾル-ゲル法を用いることでBChl-c,d,eおよびそのモデル化合物の自己集積体をシロキサンネットワークで被覆した安定なナノ粒子を調製したこの色素集積体内包ナノ粒子は、共焦点レ-ザー顕微鏡で単一の粒子として可視化することが可能なほど安定であり、単一超分子レベルでの蛍光スペクトルを測定することに成功した。
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